¿Qué son las manchas solares?
Cuando observamos el sol con un telescopio, siempre encontraremos unas manchas negras en la superficie del sol. En términos astronómicos se llaman manchas solares. Cuando el sol gira, estas manchas solares se moverán juntas. Son estas manchas solares las que nos permiten determinar el período de rotación del sol. Por ejemplo, la mancha solar en el centro del círculo se moverá hacia el borde occidental después de 6 días, y luego. desaparecerá aproximadamente medio mes después, esta mancha solar aparecerá en el borde oriental.
Las manchas solares son un tipo de actividad solar que se produce en la fotosfera del sol. Son las más básicas y obvias de las actividades solares. Generalmente se cree que las manchas solares son en realidad enormes vórtices de gas caliente en la superficie del sol, con una temperatura de aproximadamente 3000-4500°C. Debido a que su temperatura es de 1000°C a 2000°C más baja que la temperatura de la superficie de la fotosfera del sol (la temperatura de la superficie de la fotosfera es de aproximadamente 6000°C), parece unas manchas oscuras.
Hay manchas solares grandes y pequeñas, y son muy diferentes. Las pequeñas requieren el mejor telescopio para verlas, mientras que las grandes se pueden ver a través de un cristal ennegrecido y a simple vista. Siempre aparecen en grupos, por lo que los grupos de manchas solares se pueden ver fácilmente a simple vista, pero las manchas solares individuales son difíciles de ver. El diámetro de una sola mancha solar puede alcanzar los 80.000 kilómetros y un grupo de manchas solares puede ocupar 1/6 del disco de la superficie solar.
Las llamaradas solares son una de las actividades solares más violentas. El ciclo es de aproximadamente 11 años. Generalmente se cree que ocurre en la cromosfera, por lo que también se le llama "explosión cromosférica". Su principal característica de observación es que una mancha brillante que se desarrolla rápidamente aparece repentinamente en la superficie solar (a menudo por encima del grupo de manchas solares). Su vida útil es sólo de unos pocos minutos a decenas de minutos, y su brillo aumenta rápidamente y disminuye lentamente. Especialmente cuando las llamaradas ocurren con frecuencia y se vuelven más fuertes. El 22 de octubre de 2014, se liberó una súper llamarada solar en la superficie del Sol, denominada "AR12192". Su área es 14 veces mayor que la de la Tierra y está cerca de Júpiter. Tiene una calificación de X1,6 y es la llamarada solar más brillante jamás observada por el Observatorio de Dinámica Solar.
Los grupos de manchas se desarrollan lentamente, generalmente paralelos a los círculos alrededor del ecuador del Sol. A juzgar por la dirección de rotación del sol, la mancha solar principal suele ser el miembro más grande y más longevo del grupo de manchas solares. A menudo sigue existiendo incluso después de que otras manchas solares hayan desaparecido. Las últimas que se forman en el grupo de manchas solares suelen ser más grandes y, después del movimiento, a menudo quedan sólo unos pocos miembros individuales en el grupo de manchas solares. La parte oscura en el centro de la mancha solar se llama "umbra" y la parte más clara en el borde se llama "penumbra". A medida que se dispersan, las manchas solares se rompen en pedazos irregulares.
La observación de las manchas solares en China se remonta al dicho "Zhouyi" "luchar bajo el sol" y "espuma al sol", pero el registro exacto apareció en el primer año de Heping, el emperador Cheng de la dinastía Han. Es decir, en el 28 a.C.; en Occidente, no fue hasta 1611 que Galileo descubrió a través de las manchas solares observadas a través del telescopio que la frecuencia de las manchas solares tiene una cierta regularidad, con un ciclo de unos 11 años. En algunos años aparecen menos manchas en la superficie del Sol o incluso desaparecen por completo. Este fue el caso en 1912 y 1923. En el segundo año, comenzaron a aparecer manchas solares, que luego aumentaron lentamente y alcanzaron su punto máximo unos cinco años después. Después de eso, comenzó a disminuir año tras año hasta desaparecer por completo. Entonces, el movimiento de las manchas solares comenzará a entrar en un nuevo ciclo. Este proceso de cambio se había descubierto en la época de Galileo, pero no fue hasta 1843 que Schwab determinó el ciclo de las manchas solares.
La evolución del número medio anual de manchas solares desde 1880 hasta 2010. El período de cambio del número de manchas solares pertenece a uno de los ciclos de 11 años. Muchos fenómenos en el Sol y la Tierra deben obedecer a esto. ciclo: Número de manchas solares Las "prominencias" suelen aparecer cuando están en su máximo; a medida que cambia el número de manchas solares, la forma de la "corona" será ligeramente diferente. Las "tormentas magnéticas" en la Tierra son las principales culpables de perturbar la radio; transmisión de señales y daños a equipos electrónicos sofisticados. De acuerdo con la intensidad y frecuencia de las manchas solares, las "auroras" aparecen con frecuencia cuando el número de manchas solares es mayor y son extremadamente espectaculares, el clima de la Tierra también se verá ligeramente afectado por este ciclo.
Evidentemente, la actividad del campo magnético solar juega un papel muy importante en la formación y periodicidad de las manchas solares.
La teoría de la dinamo solar es actualmente muy popular. Los científicos quieren estudiar la interacción entre el movimiento de los fluidos y el campo magnético en la troposfera solar y luego explicar con ella cómo se mantiene el campo magnético solar y cómo afecta a la periodicidad de las manchas solares. En 1919, Larmor publicó el concepto de generador solar; en 1955, Parker publicó la teoría del motor autoexcitado, que sentó las bases de la física para la teoría del generador turbulento. Esta teoría sostiene que las áreas solares activas donde aparecen las manchas solares a menudo tienen campos magnéticos muy fuertes y se forman oscilaciones periódicas bajo efectos internos, lo que provoca ligeros cambios en el campo magnético de la superficie.
No todas las manchas solares se encuentran en toda la superficie del sol. Su distribución sigue un patrón determinado, y siempre se concentran en determinadas latitudes del sol. Es difícil ver las manchas solares en el ecuador solar, pero aumentan gradualmente en las direcciones norte y sur del ecuador. El número de manchas solares es mayor entre 15 y 20 grados de latitud norte y sur, y luego disminuye gradualmente y rara vez se ven. por encima de 30 grados.
Por otro lado, no sólo hay actividad de manchas solares en la superficie del sol, sino también manchas que son más brillantes que la fotosfera. Estas manchas suelen aparecer cerca de las manchas solares y se denominan "llamaradas".
La aparición de manchas solares indica una tormenta en el Sol, similar a los huracanes en la Tierra, pero muchas veces más intensa. El gas caliente en el vórtice solar se eleva rápidamente y cuando llega a la fotosfera, donde la presión es relativamente baja, entra en erupción, penetra rápidamente y sale corriendo de la superficie. Esta expansión hace que la temperatura circundante baje rápidamente y debilita el brillo del área, lo que forma manchas solares. De hecho, la parte superior plana del vórtice con forma de hongo seguirá estando muy caliente y brillante, pero será más fría que la tranquila superficie del sol que lo rodea, por lo que parecerá más tenue.
Debido al movimiento de rotación, todos los vórtices de la Tierra (incluidos los huracanes) giran en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur. Las manchas solares son similares Las direcciones de rotación de las manchas solares al sur y al norte del ecuador solar son opuestas, por lo que es fácil observar la dirección de rotación del sol. Sin embargo, en comparación con las tormentas en la Tierra, las tormentas en el Sol son mucho más complicadas, porque la dirección de rotación de la mancha solar principal y la dirección de rotación de la mancha solar seguidora son a menudo opuestas, y la dirección de rotación de las manchas solares generadas después de esta se ve afectada. por el grupo de manchas solares existente, complicando la situación.
Debido a que la presión en el centro del vórtice de la mancha solar es relativamente baja, el aire circundante es atraído hacia el centro, lo que hace que siga girando durante su descenso.
Hace más de 100 años, Haier de Estados Unidos y Delande de Francia inventaron de forma independiente la cámara de luz solar monocromática. Se puede conectar a un telescopio y tomar fotografías de la luz emitida por un elemento específico, como el calcio o el hidrógeno. Cuando este instrumento se utiliza para tomar fotografías del Sol con hidrógeno, se pueden tomar fotografías de "manchas espectrales", que muestran los vórtices que existen cerca de las manchas solares.
Después de la década de 1960, para eliminar los efectos adversos de la atmósfera en las observaciones solares, se lanzaron una tras otra sondas espaciales y diversos satélites artificiales, como satélites de seguimiento de la radiación solar, observatorios solares en órbita y satélites internacionales. satélites solares-terrestres. Estos satélites equipados con varios instrumentos de precisión permiten a los científicos estudiar cuidadosamente el Sol en todas las direcciones y desde múltiples ángulos. Entre ellos, la observación de los fenómenos del ciclo de las manchas solares nos ha permitido lograr muchos resultados de investigación científica valiosos. Con la ayuda de estos satélites, los científicos pueden predecir con precisión cuándo ocurrirán las manchas solares y las llamaradas, evitando así a tiempo daños y daños a los equipos electrónicos causados por las tormentas magnéticas.